中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：縱觀人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展，尤其是工業(yè)革命以來(lái)的突飛猛進(jìn)，離不開(kāi)對(duì)能源的利用，然而發(fā)展程度越高，對(duì)能源的依賴(lài)程度也越高。如果像以前那樣使用化石燃料肯定不是長(zhǎng)久之計(jì)，一是此類(lèi)能源如今看尚算豐富，但始終有耗盡的一天，二是使用此類(lèi)能源時(shí)產(chǎn)生的污染和氣候變化等「副作用」也不可忽視，某種程度上反而束縛了發(fā)展的腳步。
種種原因下，成本較低又清潔環(huán)保的可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中也就越來(lái)越重要。在 2021 年 12 月，擁有 177 萬(wàn)人口的南澳大利亞實(shí)現(xiàn)了利用 100% 可再生能源發(fā)電近一周。
根據(jù)能源分析師 Geoff Eldridge 的分析，在確定的六天里，該州平均 101% 的能源來(lái)自風(fēng)能、屋頂太陽(yáng)能和太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)，只有一小部分能源來(lái)自天然氣，以保持電網(wǎng)的穩(wěn)定。
據(jù)清潔能源網(wǎng)站 RenewEconomy.com.au 的報(bào)道，在 156 小時(shí)的可再生能源運(yùn)行期間，風(fēng)能在總能源供應(yīng)中的份額平均為 64.4%，屋頂太陽(yáng)能平均為 29.5%，公用事業(yè)規(guī)模太陽(yáng)能平均為 6.2 %。全球能源顧問(wèn) Wood Mackenzie 在播客「The Energy Gang」的最新一集也提及，澳大利亞成功地將可再生能源納入其電網(wǎng)的 24%。
▲圖片來(lái)自：OpenNEM
目前可再生能源中應(yīng)用最廣泛、技術(shù)較成熟的有水能、風(fēng)能和太陽(yáng)能，許多國(guó)家和地區(qū)其實(shí)早就開(kāi)始了此類(lèi)可再生能源的利用，但要實(shí)踐并不是一件易事。
南澳大利亞地區(qū)人口并不算高，用電需求也不算大，但電力生產(chǎn)一般是集中式的，這就意味著，一個(gè)電廠要長(zhǎng)距離輸送電量不大的電力，無(wú)法形成規(guī)模效應(yīng)。另外由于各種自然災(zāi)害，南澳大利亞的電網(wǎng)也經(jīng)常損壞，經(jīng)常斷電也導(dǎo)致了高昂的維修費(fèi)用。過(guò)高的用電成本，促使州政府推動(dòng)可再生能源的利用。
在過(guò)去幾年里，南澳大利亞州約有三分之一的家庭在屋頂裝有太陽(yáng)能電池板。此外還有三個(gè)工業(yè)規(guī)模的太陽(yáng)能發(fā)電廠，發(fā)電量約為 300 兆瓦，因此該州一半以上的電力來(lái)自風(fēng)能和太陽(yáng)能。根據(jù)光伏技術(shù)顧問(wèn) Pierre Verlinden 的數(shù)據(jù)，在過(guò)去 13 年中南澳大利亞可再生能源普及率穩(wěn)步上升，每年絕對(duì)增長(zhǎng)率為 4.5%。
雖然南澳大利亞州實(shí)現(xiàn)了利用 100% 可再生能源發(fā)電，但在電力系統(tǒng)里，發(fā)電和用電是需要實(shí)時(shí)平衡的，目前風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電廠無(wú)法 24 小時(shí)穩(wěn)定輸出電力，所以在該州的能源結(jié)構(gòu)里，除了風(fēng)能與太陽(yáng)能，還是需要少部分的天然氣用于維持電網(wǎng)的穩(wěn)定。
▲圖片來(lái)自：RenewEconomy
目前南澳大利亞安裝了四臺(tái)同步電容器，當(dāng)沒(méi)有足夠的風(fēng)能或太陽(yáng)能來(lái)滿足能源需求時(shí)，可能仍需要燃?xì)獍l(fā)電機(jī)，但維持電網(wǎng)安全所需的燃?xì)獍l(fā)電量將顯著減少，降低了對(duì)天然氣電廠的調(diào)峰需求。
不過(guò)南澳大利亞的天然氣價(jià)格昂貴，如果要實(shí)現(xiàn)州政府的期望，在 2030 年實(shí)現(xiàn) 100％ 可再生能源的穩(wěn)定供電，那么來(lái)源多樣性、儲(chǔ)能和電網(wǎng)互聯(lián)等問(wèn)題都需要解決。
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在南澳大利亞的詹姆斯敦，有一個(gè) 150 兆瓦的特斯拉大電池組，旁邊就是 315 兆瓦的霍恩斯代爾風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，因此這個(gè)大電池組也是霍恩斯代爾儲(chǔ)能系統(tǒng)（HPR）。
常見(jiàn)的儲(chǔ)能方式有電池、儲(chǔ)能飛輪、抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能等，但目前電池的能量密度（每千克能源物質(zhì)中蘊(yùn)含的總能量）并不高，因此這套電池組的主要作用并不是作為后備電源使用，它的主要任務(wù)是快速調(diào)頻，幫助電網(wǎng)適應(yīng)可再生能源供電的變化，再「兼職」吸收多余的風(fēng)力發(fā)電。
可再生能源的利用是社會(huì)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)之一，如今還有許多需要完善的地方，但此次南澳大利亞利用 100% 可再生能源發(fā)電的記錄是一次成功的嘗試，希望在未來(lái)能看到更多這樣的成功，讓可再生能源推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)更近一步的發(fā)展。
